高一生物核酸知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
高一生物核酸知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
核酸是由許多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質(zhì)之一，廣泛存在于所有動(dòng)物、植物細(xì)胞、微生物內(nèi)、生物體內(nèi)核酸常與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。以下是學(xué)習(xí)啦小編為您整理的關(guān)于高一生物核酸知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)資料，希望對(duì)您有所幫助。
高一生物核酸知識(shí)點(diǎn)一
一、核酸的種類：脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
二、核酸：是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，對(duì)于生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成具有重要作用。
三、組成核酸的基本單位是：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA為脫氧核糖、RNA為核糖)和一分子含氮堿基組成;組成DNA的核苷酸叫做脫氧核苷酸，組成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含堿基有：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
RNA所含堿基有：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
五、核酸的分布：真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中;線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA;RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。
高一生物核酸知識(shí)點(diǎn)二
1、核酸的簡(jiǎn)介
由許多核苷酸聚合而成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質(zhì)之一。最早由米歇爾于1868年在膿細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)和分離出來。核酸廣泛存在于所有動(dòng)物、植物細(xì)胞、微生物內(nèi)、生物體內(nèi)核酸常與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。不同的核酸，其化學(xué)組成、核苷酸排列順序等不同。根據(jù)化學(xué)組成不同，核酸可分為核糖核酸，簡(jiǎn)稱RNA和脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱DNA。DNA是儲(chǔ)存、復(fù)制和傳遞遺傳信息的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，RNA在蛋白質(zhì)牲合成過程中起著重要作用，其中轉(zhuǎn)移核糖核酸，簡(jiǎn)稱tRNA，起著攜帶和轉(zhuǎn)移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸，簡(jiǎn)稱mRNA，是合成蛋白質(zhì)的模板;核糖體的核糖核酸，簡(jiǎn)稱rRNA，是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的主要場(chǎng)所。核酸不僅是基本的遺傳物質(zhì)，而且在蛋白質(zhì)的生物合成上也占重要位置，因而在生長(zhǎng)、遺傳、變異等一系列重大生命現(xiàn)象中起決定性的作用。
核酸在實(shí)踐應(yīng)用方面有極重要的作用，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)近2000種遺傳性疾病都和DNA結(jié)構(gòu)有關(guān)。如人類鐮刀形紅血細(xì)胞貧血癥是由于患者的血紅蛋白分子中一個(gè)氨基酸的遺傳密碼發(fā)生了改變，白化病毒者則是DNA分子上缺乏產(chǎn)生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致。腫瘤的發(fā)生、病毒的感染、射線對(duì)機(jī)體的作用等都與核酸有關(guān)。70年代以來興起的遺傳工程，使人們可用人工方法改組DNA，從而有可能創(chuàng)造出新型的生物品種。如應(yīng)用遺傳工程方法已能使大腸桿菌產(chǎn)生胰島素、干擾素等珍貴的生化藥物
2、核酸的研究歷史
核酸是怎么發(fā)現(xiàn)的?
1869年，F(xiàn).Miescher從膿細(xì)胞中提取到一種富含磷元素的酸性 化合物,因存在于細(xì)胞核中而將它命名為"核質(zhì)"(nuclein)。核酸 (nucleic acids)，但這一名詞于Miescher的發(fā)現(xiàn)20年后才被正式啟 用,當(dāng)時(shí)已能提取不含蛋白質(zhì)的核酸制品。早期的研究?jī)H將核酸看成 是細(xì)胞中的一般化學(xué)成分，沒有人注意到它在生物體內(nèi)有什么功能 這樣的重要問題。
核酸為什么是遺傳物質(zhì)?
1944年，Avery等為了尋找導(dǎo)致細(xì)菌轉(zhuǎn)化的原因，他們發(fā)現(xiàn)從S 型肺炎球菌中提取的DNA與R型肺炎球菌混合后，能使某些R型菌轉(zhuǎn)化 為S型菌，且轉(zhuǎn)化率與DNA純度呈正相關(guān)，若將DNA預(yù)先用DNA酶降 解，轉(zhuǎn)化就不發(fā)生。結(jié)論是:S型菌的DNA將其遺傳特性傳給了R型 菌，DNA就是遺傳物質(zhì)。從此核酸是遺傳物質(zhì)的重要地位才被確立， 人們把對(duì)遺傳物質(zhì)的注意力從蛋白質(zhì)移到了核酸上。
雙螺旋的發(fā)現(xiàn)
核酸研究中劃時(shí)代的工作是Watson和Crick于1953年創(chuàng)立的DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。模型的提出建立在對(duì)DNA下列三方面認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上：
1.核酸化學(xué)研究中所獲得的DNA化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)單元的知識(shí)，特 別是Chargaff于1950-1953年發(fā)現(xiàn)的DNA化學(xué)組成的新事實(shí);DNA中四 種堿基的比例關(guān)系為A/T=G/C=1;
2.X線衍射技術(shù)對(duì)DNA結(jié)晶的研究 中所獲得的一些原子結(jié)構(gòu)的最新參數(shù);
3.遺傳學(xué)研究所積累的有關(guān) 遺傳信息的生物學(xué)屬性的知識(shí)。綜合這三方面的知識(shí)所創(chuàng)立的DNA雙 螺旋結(jié)構(gòu)模型，不僅闡明了DNA分子的結(jié)構(gòu)特征，而且提出了DNA作 為執(zhí)行生物遺傳功能的分子，從親代到子代的DNA復(fù)制 (replication)過程中，遺傳信息的傳遞方式及高度保真性。其正確 性于1958年被Meselson和Stahl的著名實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 模型的確立為遺傳學(xué)進(jìn)入分子水平奠定了基礎(chǔ)，是現(xiàn)代分子生物學(xué) 的里程碑。從此核酸研究受到了前所未有的重視。
對(duì)核酸研究有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家
沃森
Watson, James Dewey
美國(guó)生物學(xué)家
克里克
Crick, Francis Harry Compton
英國(guó)生物物理學(xué)家
3、核酸的分子結(jié)構(gòu)
一、 核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)
核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子。組成DNA的脫氧核糖核苷酸主要是dAMP、dGMP、dCMP和dTMP，組成RNA的核糖核苷酸主要是AMP、GMP、CMP和UMP。核酸中的核苷酸以3’，5’磷酸二酯鍵構(gòu)成無分支結(jié)構(gòu)的線性分子。核酸鏈具有方向性，有兩個(gè)末端分別是5’末端與3’末端。5’末端含磷酸基團(tuán)，3’末端含羥基。核酸鏈內(nèi)的前一個(gè)核苷酸的3’羥基和下一個(gè)核苷酸的5’磷酸形成3’,5’磷酸二酯鍵，故核酸中的核苷酸被稱為核苷酸殘基。。通常將小于50個(gè)核苷酸殘基組成的核酸稱為寡核苷酸(oligonucleotide)，大于50個(gè)核苷酸殘基稱為多核苷酸(polynucleotide)。
二、 DNA的空間結(jié)構(gòu)
(一)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)
DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)即雙螺旋結(jié)構(gòu)(double helix structure)。20世紀(jì)50年代初Chargaff等人分析多種生物DNA的堿基組成發(fā)現(xiàn)的規(guī)則。
DNA雙螺旋模型的提出不僅揭示了遺傳信息穩(wěn)定傳遞中DNA半保留復(fù)制的機(jī)制，而且是分子生物學(xué)發(fā)展的里程碑。
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：①兩條DNA互補(bǔ)鏈反向平行。②由脫氧核糖和磷酸間隔相連而成的親水骨架在螺旋分子的外側(cè)，而疏水的堿基對(duì)則在螺旋分子內(nèi)部，堿基平面與螺旋軸垂直，螺旋旋轉(zhuǎn)一周正好為10個(gè)堿基對(duì)，螺距為3.4nm，這樣相鄰堿基平面間隔為0.34nm并有一個(gè)36◦的夾角。③DNA雙螺旋的表面存在一個(gè)大溝(major groove)和一個(gè)小溝(minor groove)，蛋白質(zhì)分子通過這兩個(gè)溝與堿基相識(shí)別。④兩條DNA鏈依靠彼此堿基之間形成的氫鍵而結(jié)合在一起。根據(jù)堿基結(jié)構(gòu)特征，只能形成嘌呤與嘧啶配對(duì)，即A與T相配對(duì)，形成2個(gè)氫鍵;G與C相配對(duì)，形成3個(gè)氫鍵。因此G與C之間的連接較為穩(wěn)定。⑤DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。維持這種穩(wěn)定性主要靠堿基對(duì)之間的氫鍵以及堿基的堆集力(stacking force)。
生理?xiàng)l件下，DNA雙螺旋大多以B型形式存在。右手雙螺旋DNA除B型外還有A型、C型、D型、E型。此外還發(fā)現(xiàn)左手雙螺旋Z型DNA。Z型DNA是1979年Rich等在研究人工合成的CGCGCG的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。Z-DNA的特點(diǎn)是兩條反向平行的多核苷酸互補(bǔ)鏈組成的螺旋呈鋸齒形，其表面只有一條深溝，每旋轉(zhuǎn)一周是12個(gè)堿基對(duì)。研究表明在生物體內(nèi)的DNA分子中確實(shí)存在Z-DNA區(qū)域，其功能可能與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)還存在三股螺旋DNA，三股螺旋DNA中通常是一條同型寡核苷酸與寡嘧啶核苷酸-寡嘌呤核苷酸雙螺旋的大溝結(jié)合，三股螺旋中的第三股可以來自分子間，也可以來自分子內(nèi)。三股螺旋DNA存在于基因調(diào)控區(qū)和其他重要區(qū)域，因此具有重要生理意義。
(二) DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)——超螺旋結(jié)構(gòu)
DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA鏈進(jìn)一步扭曲盤旋形成超螺旋結(jié)構(gòu)。生物體內(nèi)有些DNA是以雙鏈環(huán)狀DNA形式存在，如有些病毒DNA，某些噬菌體DNA，細(xì)菌染色體與細(xì)菌中質(zhì)粒DNA，真核細(xì)胞中的線粒體DNA、葉綠體DNA都是環(huán)狀的。環(huán)狀DNA分子可以是共價(jià)閉合環(huán)，即環(huán)上沒有缺口，也可以是缺口環(huán)，環(huán)上有一個(gè)或多個(gè)缺口。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，共價(jià)閉合環(huán)DNA(covalently close circular DNA)可以進(jìn)一步扭曲形成超螺旋形(super helical form)。根據(jù)螺旋的方向可分為正超螺旋和負(fù)超螺旋。正超螺旋使雙螺旋結(jié)構(gòu)更緊密，雙螺旋圈數(shù)增加，而負(fù)超螺旋可以減少雙螺旋的圈數(shù)。幾乎所有天然DNA中都存在負(fù)超螺旋結(jié)構(gòu)。
(三) DNA的四級(jí)結(jié)構(gòu)——DNA與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物
在真核生物中其基因組DNA要比原核生物大得多，如原核生物大腸桿菌的DNA約為4.7×103kb，而人的基因組DNA約為3×106 kb，因此真核生物基因組DNA通常與蛋白質(zhì)結(jié)合，經(jīng)過多層次反復(fù)折疊，壓縮近10 000倍后，以染色體形式存在于平均直徑為5μm的細(xì)胞核中。線性雙螺旋DNA折疊的第一層次是形成核小體(nucleosome)。猶如一串念珠, 核小體由直徑為11nm×5.5nm的組蛋白核心和盤繞在核心上的DNA構(gòu)成。核心由組蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子組成，為八聚體，146 bp長(zhǎng)的 DNA以左手螺旋盤繞在組蛋白的核心1.75圈，形成核小體的核心顆粒，各核心顆粒間有一個(gè)連接區(qū)，約有60 bp雙螺旋DNA和1個(gè)分子組蛋白H1構(gòu)成。平均每個(gè)核小體重復(fù)單位約占DNA 200 bp。DNA組裝成核小體其長(zhǎng)度約縮短7倍。在此基礎(chǔ)上核小體又進(jìn)一步盤繞折疊，最后形成染色體。
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